[发明专利]一种网络化分布式多移动机器人系统

说明书

技术领域

本发明涉及机器人控制技术领域，特别涉及一种网络化分布式多移动机器人系统。

背景技术

目前，移动机器人，例如清洁器机器人，已经开始广泛应用。多移动机器人在实际问题中得到了越来越广泛的应用。这主要是由于越来越多的实际任务都比较复杂，往往单移动机器人难以完成，而需要通过多移动机器人之间的合作来完成。此外，通过多移动机器人间的合作，可提高机器人系统在作业过程中的效率，进而当工作环境发生变化或机器人系统局部发生故障时，多移动机器人系统仍可通过本身具有的合作关系来完成预定的任务。然而，现有技术存在的缺点是，对不确定复杂环境、无法装置各种监测设备或由机器人局部故障引起的网络拓扑结构的变化没有较好地解决方案，从而使多移动机器人系统的服务对象或工作环境受到限制。首先，以往对于多机器人系统的研究大多集中在环境条件已知、可装置各种监测仪器的场景，机器人本身并没有过多的传感器、摄像头等监测设备，因此无法自主的感知外界环境的变化；其次，以往的通信组网系统可以较好的实现多机器人之间的通信，但当系统中的机器人因故障而停止运行或无法正常工作时，其网络拓扑结构应当改变而不能自主改变，这就会影响多机器人之间的协作。

因此急需一种网络化分布式多移动机器人系统。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种网络化分布式多移动机器人系统。

本发明提供的一种网络化分布式多移动机器人系统，包括上位机测控系统和多移动机器人组，所述上位机测控系统包括上位机监控单元和通信组网单元；所述上位机监控单元，用于获取并显示多移动机器人组的实时运动状态信息，并发送指令改变多移动机器人组的运动状态；所述通信组网单元，用于构建上位机测控系统与多移动机器人组之间的无线网络并传输交换上位机监控单元与多移动机器人组之间的运动状态信息。

进一步，所述多移动机器人组包括若干个可移动机器人，每个所述可移动机器人包括主控制器、运动控制单元、传感器检测单元、供电单元和通信单元；

所述传感器检测单元，用于检测可移动机器人的运行状态信息，并将运行状态信息传送到主控制器；

所述主控制器，用于处理来自无线网络和传感器检测单元的运动状态信息，以产生控制运动控制单元的运行的指令，并把处理得到的运动状态信息通过通信单元传输到无线网络；

所述运动控制单元，用于接收、转化来自主控制器的控制指令，完成可移动机器人的启停、调速和转向任务；

所述供电单元，用于转换电压，并供给可移动机器人各单元的用电需求；

所述通信单元，用于构建上位机测控系统与多移动机器人组以及各个可移动机器人之间的无线网络，传输上位机监控单元与多移动机器人组以及各个可移动机器人之间的信息；

所述可移动机器人根据传感器检测单元获取的传感器信息、从上位机测控系统传输到可移动机器人中的指令和相邻可移动机器人发出的信息做出决策，并采用多移动机器人组的协调算法来控制可移动机器人的运转情况，使多个移动机器人协调运行。

进一步，所述传感器检测单元包括光电码盘测速传感器和超声波传感器；

所述光电码盘测速传感器，用于测得可移动机器人的运行速度并送至主控制器；

所述超声波传感器，用于获得相邻可移动机器人或障碍物的距离、角度位置信息并送至主控制器。

进一步，所述供电单元包括电压转换电路和电池组；

所述电压转换电路，用于转换电源电压以符合各用电单元的电压需求；

所述电池组，用于对可移动机器人各单元供电；

进一步，所述运动控制单元包括直流减速电机与驱动模块，

所述直流减速电机，用于驱动可移动机器人的运行；

所述驱动模块，用于接受主控制器的指令信息并完成移动机器人的启停、调速、转向；

所述驱动模块为L298N双H桥驱动模块。

进一步，所述通信组网单元包括测控系统通信组网单元与可移动机器人通信组网单元，

所述测控系统通信组网单元，用于实现上位机测控系统与多移动机器人组之间通信；

所述可移动机器人通信组网单元，用于实现上位机测控系统与多移动机器人组以及各个可移动机器人之间的通信；

所述测控系统通信组网单元与可移动机器人通信组网单元为CC2530 ZigBee通信组网模块。

进一步，所述主控制器为STM32F103VET6嵌入式单片机。